1) Первый путь заключается в обеспечении технологической гигиены производства. Сюда относится комплекс приемов и средств, обеспечивающих снижение загрязненности посторонней микрофлорой производственной среды и препятствующих распространению производственных продуцентов по производственным помещениям.

Второй путь объединяет комплекс технических решений и методов, имеющих непосредственное отношение к технологии, и заключается в использовании специального технологического оборудования (фильтры, стерилизаторы) или реализации специфических требований асептики при создании основного технологического оборудования (культиваторы), контрольно-измерительных приборов, обвязок аппаратов и разводки трубопроводов. Конечной целью процессов, которые осуществляются с помощью этого оборудования, является стерилизация, т.е. полное освобождение от посторонней микрофлоры всех видов материальных потоков, вводимых в культиватор (аэрирующий воздух, питательная среда, пеногасители и др.), и его внутренних полостей. Чтобы процесс культивирования проходил в асептических условиях, необходимо обеспечить стерилизуемость и герметичность аппаратов и трубопроводов; стерильность аэрирующего воздуха, питательной среды и пеногасящего вещества и других добавок, вводимых в культиватор.

Методы обеспечения стерильности и герметичности аппаратов и трубопроводов.

Наиболее распространенный метод стерилизации аппаратов и трубопроводов - тепловая обработка насыщенным водяным паром. Этот метод надежнее, экономичнее и удобнее в производственных условиях, чем обработка химическими средствами. В некоторых случаях, когда обрабатываемые аппараты, их отдельные узлы или приборы не выдерживают нагрева до требуемых температур, применяется стерилизация химическими средствами, но это исключение из общего правила.

При тепловом методе обработки насыщенным водяным паром под стерилизуемостью аппаратов и трубопроводов понимается возможность создания во всех точках внутренних полостей необходимой температуры и поддержания ее в течение заданного времени. При этом предполагается, что минимально допустимая температура в наименее выгодном с точки зрения стерилизации месте аппарата должна быть выше летальной температуры наиболее термостойких споровых форм микроорганизмов при приемлемой продолжительности выдержки. В качестве тест-объекта можно, например, использовать Bacillus stearothermophilus. Обычно эта температура лежит в пределах 115-120° С при выдержке в течение 1 ч. В производственных условиях выполнение этого требования связано со значительными трудностями ввиду наличия многочисленных тупиковых полостей. выступов и неравномерной интенсивности теплоотдачи в окружающую среду. Наиболее трудно стерилизуемыми местами в аппаратах являются штуцера, места ввода датчиков КИП, нижние спуски, а в разводках трубопроводов - тупиковые места, которые образуются на ответвлениях и в местах присоединения к аппаратам.

2)Стерилизующая фильтрация.

Существует несколько методов получения стерильного продукта:

- стерилизующая фильтрация;

- применение окиси этилена;

- применение сухого тепла;

- применение пара;

- применение гамма-радиации.

Стерилизующая фильтрация – это процесс, при котором при прохождении потока через фильтрующий материал происходит задерживание организмов, в результате чего поток жидкости или газа освобождается от этого загрязнения.

Стерильный продукт – продукт, не содержащий жизнеспособных патогенных или других микроорганизмов.

Преимущество стерилизации путем фильтрации заключается в том, что в этом случае происходит удаление любых частиц выше определенного размера, включая микроорганизмы.

Стерилизующая фильтрация применяется только к газам и жидкостям.

Бактериальный тест на фильтруемость.

В процессе фильтрации для получения стерильного продукта необходимо удалить бактерии из раствора. Поэтому для доказательства эффективности фильтра необходимо показать, что он способен отделять бактерии. При проведении этого теста должна реализовываться наиболее трудная ситуация, но удерживание должно составлять 100%.

Ограничения для тест-организма:

- для надежного проведения этого теста важно, чтобы тест-организм был наиболее устойчив к выбранному воздействию. Например, споры Bacillus strearothermophilus термически устойчивы и используются для доказательства надежности автоклавов;

- при фильтрации наиболее существенной характеристикой тест-организма является его размер. В качестве такого организма был выбран Pseudomonas diminuta АТСС 19146. Размер этого организма около 0,27 мкм и он является наименьшей из бактерий, встречающихся в природе;

- микроб должен культивироваться в таких условиях, чтобы он сохранял минимальный размер и был сферическим. Это означает, что нужно использовать минимальное количество питательной среды (солевого лактозного бульона) и не встряхивать культуру.

После выбора организма и его правильного выращивания следует решить, какое количество организмов будет оптимальным для надежной проверки фильтра. Слишком малое количество организмов не позволит проверить каждую пору, а слишком большое приведет к образованию рыхлого слоя, который будет работать как предфильтр. Поэтому оптимальным является такое количество клеток, при котором происходит образование монослоя, покрывающего всю поверхность фильтра, то есть 107 организмов на 1 см2 фильтрующей поверхности.

Из бактериального теста получают количественную величину для стерилизующего фильтра. Выражением для определения этой величины является LRV или логарифм величины уменьшения. LRV – это десятичный логарифм отношения числа организмов, подаваемых на фильтр (на 1 см2), к числу организмов, прошедших через фильтр. Фильтр считается стерилизующим, если на см2. Это означает, что при попадании на фильтр 107 на см2 Pseudomonas diminuta, выращенных в вышеуказанных условиях, ни один организм не проходит через фильтр.

Рекомендации по применению стерилизующей фильтрации:

1. При размерах пор более 0.22 мкм удерживание выше при более низких давлениях на мембрану. В случае стерилизующих фильтров удерживание не зависит от давления;

2. Может происходить прорастание организмов через мембрану, однако время протекания этого процесса значительно больше, чем время, требуемое для стерилизации;

3. Непрерывная в течение 16 часов подача на фильтр 107 на см2 Pseudomonas diminuta не показывает прохождение организмов;

4. Фильтры с размером пор 0,22 мкм удерживают Pseudomonas diminuta на поверхности мембраны;

5. Удерживание остается абсолютным для фильтров с размером пор 0,22 мкм, даже если химический состав бактериальной среды изменяется за счет добавления солей для снижения адсорбционных взаимодействий между микроорганизмом и мембраной;

6. Фильтры с размером пор 0,22 мкм задерживают микроорганизмы за счет «экранного» механизма, а не в результате адсорбции;

7. Существует очень четкая корреляция между способностью мембраны задерживать микроорганизмы и минимальным давлением появления пузырьков («точкой пузырька»). «Точка пузырька» - это недеструктивный физический тест, который характеризует способность мембран задерживать организмы.

Принципы Стерилизующей фильтрации:

Принципы были сформулированы фирмой "Миллипор".

1. Система должна иметь простейшую конструкцию;

2. Размеры системы должны быть таковы, чтобы предфильтр ограничивал поток перед стерилизующим фильтром;

3. Помещайте стерилизующий фильтр в конечную точку системы;

4. Для фильтрации применяйте давление, а не вакуум;

5. Все клапаны помещайте перед стерилизующим фильтром (выше по ходу потока);

6. Не используйте соединения с резьбой;

7. Следите за надежностью всех соединений;

8. Проводите тест на целостность системы до и после фильтрации;

9. Промывайте оборудование сразу после использования;

10. Проводите работу в максимально чистых условиях.

3) Термическая стерилизация предметов.

• Паровой стерилизации подвергают изделия из текстиля, из резины, стекла, некоторых полимерных материалов, питательные среды, лекарственные препараты. Обработка насыщенным водяным паром под давлением в паровых стерилизаторах (автоклавах) при температуре 132°С в течение 20 минут (могут быть и другие режимы).

• Воздушной стерилизации (сухой жар в воздушных стерилизаторах)подвергают изделия из металла, стекла, силиконовой резины при температуре 180°С 60 мин.

• Дробная (многоразовая) стерилизация (тиндализация) текучим паром в автоклаве при 100°С или нагревание в водяной бане при 60-80°С применяют при стерилизации сывороток и углеводов, некоторых лекарственных препаратов.

• Прокаливанием на пламени горелки в течение 0,5 – 1 мин можно стерилизовать бактериальные петли, иглы.

Кипячение, даже с содой, не может быть отнесено к стерилизации, так как эта процедура не освобождает объект от всех микроорганизмов. Пастеризация - щадящий способ температурной обработки, при котором инактивируется большинство вегетативных форм бактерий, однако споры бактерий сохраняются. Используется для обезвреживания некоторых жидких продуктов (молока, вина, пива, соков) с целью сохранить их вкусовые качества и ценные компоненты, а также для продления срока их хранения (60-70°С в течение 20-30 мин и другие режимы). 

Стерилизация термическая - технологический процесс умерщвления всех микроорганизмов, включая споры, за счет их разрушения при высокой температуре. Термическую стерилизацию разделяют на 2 класса:

- воздушная стерилизация;

- стерилизация водяным паром. А. Воздушная стерилизация

Эффективность воздушной стерилизации зависит от температуры и времени ее проведения. Равномерность прогрева объектов зави- сит от степени их теплопроводности и правильности расположения внутри стерилизационной камеры для обеспечения свободной циркуляции горячего воздуха. Стерилизуемые объекты должны быть расфасованы в соответствующую тару, плотно укупорены и свободно размещены в стерилизаторах. В связи с тем что воздух обладает невысокой теплопроводностью, прогрев стерилизуемых объектов происходит довольно медленно, поэтому загрузка должна производиться в ненагретые стерилизаторы или тогда, когда температура внутри них не превышает 60 ?С.

Воздушная стерилизация осуществляется горячим воздухом в воздушных стерилизаторах при температуре 180-200 ?С (табл. 3.7.). В аптеках используют шкаф сушильный стерилизационный марки ШСС-250, стерилизатор сухожаровой СС-200, а также воздушные стерилизаторы ШСС-500, ШСС-1000П, ШСС-500П и ШСС-100П (проходного типа).

Стерилизатор воздушный (рис. 3.21) предназначен для стерилизации изделий медицинского назначения путем воздействия горячим воздухом заданной температуры в течение заданного времени. Стерилизатор состоит из корпуса, теплонагревающих элементов, вентилятора и термореле. Высокий уровень автоматики, оптимальная принудительная циркуляция горячего воздуха в камере, качественная термоизоляция из базальтового волокна гарантируют устойчивость в работе и безопасность для персонала.

Таблица 3.6. Сравнительная эффективность методов стерилизации

Таблица 3.7. Режим воздушной стерилизации термостабильных порошков (натрия хлорида, цинка оксида, талька, глины белой и др.)

Масса образца, г	Температура, ?С	Минимальное время стерилизационной выдержки, мин
До 25	180-200	30-10
От 25 до 100	180-200	40-20
От 100 до 200	180-200	60-30

Рис. 3.21. Стерилизатор воздушный

Преимуществом воздушной стерилизации является простота технологических операций и обслуживания используемого оборудования, недостатками - высокая температура и продолжительность стерилизации вследствие низкой теплопроводности воздуха.

Правило 1

Растворы нельзя стерилизовать в воздушных стерилизаторах, так как из-за плохой теплопроводности воздух, не обеспечивает быстрый прогрев растворов до нужной температуры.

Пример 1

Раствор натрия хлорида (объем 200 мл), помещенный в стерилизатор с температурой 120 "С, через 1 ч прогревается всего лишь до 60 "С.

Правило 2

Вязкие жидкости не могут быть надежно простерилизованы паром. Поэтому масла, вазелин, воск, ланолин подлежат воз- душной стерилизации (табл. 3.8, а). Для надежной стерилизации вещества предварительно расфасовывают по 500 г в стерильные штангласы для мазевых основ.

Таблица 3.8, а. Режим воздушной стерилизации масел, вазелина, ланолина, воска

Масса образца, г	Температура, ?С	Минимальное время стерилизационной выдержки, мин
До 100	180-200	30-20
От 100 до 500	180-200	40-20

Правило 3

Воздушной стерилизации подлежат стеклянные флаконы и бутылки, установленные вниз горлышком на поддоны или в биксы. Изделия из стекла, металла, силиконовой резины, фарфора, установки для стерилизации фильтрованием с фильтрами и приемники фильтрата стерилизуют при 180 ?С в течение 60 мин (табл. 3.8, б). Мелкие стеклянные и металлические предметы (воронки, пипетки и др.) помещают в стерилизаторы в специальных биксах.

Термостабильные порошки предварительно должны быть упакованы в коробки или биксы. Предельная масса упаковки не должна превышать 500 г (табл. 3.9). С целью равномерного прогрева толщина слоя порошков должна быть не более 6-7 см.

Примечание. Аптечную посуду после снижения температуры в сте- рилизаторе до 60-70 ?С вынимают и тотчас закрывают стерильными пробками. Контроль воздушной стерилизации осуществляют с помощью индикаторной бумаги (на основе термоиндикаторной краски ? 6), которая изменяет цвет при 160 ?С, или используют химические термотесты: сахарозу, тиомочевину; температура плавления 180 ?С; гидрохинон, температура плавления 170 ?С.

Б. Стерилизация водяным паром под давлением

Преимуществом метода является быстрый и равномерный прогрев всего объема стерилизуемой камеры, так как плотность и теплопро-

Таблица 3.8, б. Воздушный метод стерилизации (сухой горячий воздух)

Наименование объекта	Режим стерилизации		Условия стерилизации	Срок сохранения стерильности
	Температура, ?С	Время выдержки, мин
Стеклянная посуда, изделия из стекла, металла, силиконовой резины	1) 180 + 2 ?С 2) 160 + 2 ?С	1) 60 + 5 мин 2) 210 + 10 мин	Стерилизации подвергают сухие изделия. Стерилизацию проводят без упаковки, в открытых емкостях или в упаковке из бумаги (мешочной непропитанной или влагопрочной)	В упаковке 3 дня. Без упаковки должны быть использованы непосредственно после стерилизации

водность пара равна таковым показателям для воды. Поэтому продолжительность и температура стерилизации водяным паром ниже, чем нагретым воздухом.

Паровая стерилизация насыщенным паром проводится в 2 режимах:

- при избыточном давлении: 0,11 + 0,02 мПа (1,11 + 0,2 кгс/см²) - температура (120 + 2) ?С;

- при избыточном давлении: 0,2+0,02 мПа (2,2 + 0,2 кгс/см²) - температура (132 + 2) ?С.

Стерилизацию паром при температуре (132+2) ?С рекомендуют для растворов термостабильных лекарственных веществ (табл. 3.10).

Таблица 3.9. Время стерилизационной выдержки в зависимости от объема раствора

Объем образца, мл	Минимальное время стерилизационной выдержки, мин при 120 ?С
До 100	8
От 100 до 500	12
От 500 до 1000	15

Таблица ЗЛО. Паровой метод (водяной насыщенный пар под давлением)

Контроль температурного режима паровой стерилизации осуществляют максимальным термометром со шкалой на 210 ?С или термопарами. В качестве химического термотеста используют смесь бензойной кислоты с фуксином (10:1), температура плавления - 121 ?С.

Стерилизацию паром под давлением проводят в паровых стерилизаторах различной конструкции (рис. 3.22, 3.23). По форме стерилизаторы паром под давлением делятся на цилиндрические (круговые, буква К в обозначении) и прямоугольные (буква П). Цилиндрические могут располагаться горизонтально и вертикально (буквы ГиВ соответственно). Пример обозначения стерилизаторов:

- ВК - вертикальный круговой электрический;

- ГП - горизонтальный прямоугольный электрический односторонний;

- ГПД - горизонтальный прямоугольный электрический двусторонний.

Цифры обозначают диаметр стерилизационной камеры. Стерилизатор состоит из 3 цилиндров. Первый (наружный) цилиндр называется кожухом. Он предохраняет паровой котел сте-

Рис. 3.22. Стерилизатор паровой ГП-400

Рис. 3.23. Стерилизатор паровой ВК-75

рилизатора от возможных механических повреждений, а обслуживающий персонал - от ожогов.

Второй (средний) цилиндр - главная часть стерилизатора, называемая водопаровой камерой. Она изготовляется из высококачественной стали и предназначена для получения пара из воды.

Третий (внутренний) цилиндр называется стерилизационной камерой. Ее назначение - вмещать стерилизуемый материал, ограждая его от воды. В верхней части стерилизационной камеры расположены отверстия для прохождения в нее пара. Кроме того, они служат сепаратором, отделяя пар от капель воды, чтобы стерилизуемый материал не увлажнялся (пар захватывает частички воды). Крышка с резиновой прокладкой и центральным затвором служит для того, чтобы наглухо закрывать водопаровую камеру. Через эту же крышку загружают стерилизуемый материал. Пар в стерилизационную камеру поступает из котелка (или из водопаровой камеры), имеющего внутри электронагревательный элемент. Водопаровая камера заполняется водой очищенной через воронку. За наполнением следят по водомерному стеклу.

Стерилизаторы под давлением снабжены электроконтактным манометром, мановакуумметром, водоструйным эжектором, насо- сом и предохранительным клапаном. Электроконтактный манометр обеспечивает автоматическое поддержание заданного давления.

Мановакуумметр служит для контроля давления в стерилизационной камере. С помощью водоструйного эжектора достигаются быстрый отсос пара после каждой стерилизации, создание вакуума в стерилизационной камере и сушка стерилизуемых материалов, что особенно важно при стерилизации бумаги, ваты и др. Предохранительный клапан служит для предохранения стерилиза- тора от чрезмерного повышения давления пара в нем.

Наиболее удобны настольные паровые стерилизаторы (рис. 3.24), в которых автоматически поддерживаются заданные давление и температура, а также предусмотрена возможность просушивания вспо- могательного материала после стерилизации (вата, фильтровальная бумага, марля и т.п.). Для удаления воздуха из камеры, быстрой сушки материала после стерилизации имеется встроенный вакуум-насос.

Стерилизатор имеет жидкокристаллический дисплей с сенсорной клавиатурой, позволяющий выбирать:

- 3 стерилизационные программы для запакованного и открытого инструментария при 134 ?С;

Рис. 3.24. Полуавтоматический стерилизатор паровой

- 2 стерилизационных программы для запакованного и открытого инструментария при 121 ?С;

- программу с настраиваемыми параметрами;

- быстрый цикл (134 ?С - 4 мин, общее время - 14 мин).

В. Контроль эффективности термических методов стерилизации

Контроль эффективности термических методов стерилизации осуществляют с помощью:

- контрольно-измерительных приборов (термопары, термометры, манометры);

- химических и биологических тестов.

В качестве химического теста используют вещества, изменяющие свой цвет или физическое состояние при определенных параметрах стерилизации: это кислота бензойная (температура плавления 122-124,5 ?С), сахароза (180 ?С), динитрофенилгидразин (195 ?С), расфасованные в ампулы из нейтрального стекла.

В настоящее время наиболее широко применяются индикаторные полоски. Их размещают в середине упаковки или контейнера с инструментом (материалом). Контролируют проникновение стерилянта и достижение в упаковке достаточной экспозиции действующих факторов стерилизации. При достижении заданных режимов стерилизации полоски изменяют цвет красителя с белого на черный,

который сравнивается с эталонной шкалой. Для документализации полоски наклеивают в журнал стерилизации.

Секторный индикатор с ламинированной поверхностью для периодического контроля упаковки или загрузки дает возможность диагностировать отклонения от необходимого режима в работе стерилизационного оборудования, последовательно реагирует на все критические параметры цикла (температура, продолжительность).

Бактериологический контроль качества стерилизации осуществляют с помощью стерилизации объекта, обсемененного тест-микроорганизмами (культуры спорообразующих микроорганизмов типа Bacillus subtilis, Bacillus mesenterius, Bacillus stearothermophilus и др.), нане- сенными на стерилизуемый материал (рис. 3.25). Уникальность биологических индикаторов - в подтверждении реального факта гибели микробных спор в камере стерилизатора. Индикаторы представляют собой пластиковые флаконы, которые содержат легко ломающуюся стеклянную запаянную ампулу с питательной средой и полоску с дозированным количеством спор тест-культуры. После стерилизации индикаторы устанавливают в термостат и по окончании 48 ч просматривают на отсутствие роста микроорганизмов.